论文部分内容阅读
钢丝绳在实际生活中有着广泛的用途,它作为提升设备的关键部件起着重要作用,因此钢丝绳的失效将导致严重的后果。因此,设计一套可以在线检测钢丝绳损伤情况的检测系统有重要的意义,它不仅能定量地表示目前钢丝绳的损伤状态并可以通过长期在线记录历史数据从而分析钢丝绳的变化趋势。
本论文在结合国内外研究成果的前提下,在基于漏磁原理及最优提离值的前提下设计了钢丝绳在线检测系统。此系统包括永磁体钕铁硼磁化的励磁机构的设计及捕捉漏磁信号的霍尔传感器。另外还重点介绍了飞思卡尔公司生产的16位高性能单片机MC9S12XS128的下位机外围电路,包括传感器前端适调与放大滤波电路、为适应复杂工况环境而设计的高速光耦的数据传输电路以及基于片上实时操作系统uC/OS-Ⅱ的运行原理及任务调度机制。
钢丝绳漏磁信号检测环境中噪声较多而且传感器捕捉漏磁输出信号的信噪比较低,原始的采集信号中叠加了多种噪声而不适于断丝信号提取,因此针对信号的去噪及提取处理,通过对比了短时傅立叶变换与小波变换等时频分析方法,最后选用了以希尔伯特变换为基础的EMD经验模态分解方法。此算法将信号的各部分分量进行剥离,分别去除低频信号及高频噪声,然后对信号进行重构,从而完整地提取出断丝信号,通过标定法实现定量识别。上位机数据波形显示及处理使用了以C语言为基础的LabWindows进行程序编写,它有丰富的控件程序,在加快系统搭建效率的同时为信号的算法处理提供了实现的方法。